SCIENCES INDUSTRIELLES en PCSI

Transcription

1 Le BO N 1, 20 juillet 1995 Annexe IV (pages 287 à 297) SCIENCES INDUSTRIELLES en PCSI I - OBECTIFS DE FORMATION L'enseignement des Sciences Industrielles permet d'aborder avec méthode et rigueur l'analyse de réalisations industrielles. Il renforce l'interdisciplinarité. Il développe des aptitudes à modéliser des systèmes manufacturés, à déterminer leurs grandeurs caractéristiques, à communiquer et à interpréter les résultats obtenus en vue de faire évoluer le système réel. Les systèmes choisis relèvent des grands secteurs technologiques : transport, production, bâtiment, santé, environnement.. Les concepts et outils présentés sont transposables à l'ensemble des secteurs industriels. L'approche système permet d'appréhender la complexité des situations industrielles et économiques. Les systèmes industriels sont le plus souvent constitués d'ensembles mécaniques automatisés. C'est pourquoi l'enseignement des Sciences Industrielles s'appuie sur la mécanique et l'automatique. Les finalités de cet enseignement sont, d'une part, la maîtrise d'outils fondamentaux de la mécanique et de l'automatique, ainsi que les connaissances de base des technologies associées, et, d'autre part, la capacité à mobiliser ces connaissances pour analyser des cas concrets, imaginer des solutions, prendre des décisions et communiquer des résultats. Objectifs généraux L'enseignement et l'évaluation des connaissances en sciences industrielles reposent sur l'analyse et la critique des systèmes industriels existants. Celles-ci permettent, d'une part, d'analyser les besoins, l'architecture, l'évolution, la modélisation de l'existant et, d'autre part, de concevoir des architectures définies par un cahier des charges. A partir de supports industriels placés dans leur environnement technico-économique, les étudiants devront être capables : - d'analyser des réalisations industrielles en : -conduisant l'analyse fonctionnelle (blocs fonctionnels), - décrivant le fonctionnement avec les outils de la communication technique, - conduisant l'analyse structurelle des blocs fonctionnels principaux (architecture et composants), - identifiant les facteurs qui caractérisent les évolutions technologiques (fonction, qualité et coûts), - de vérifier les performances globales d'un système industriel et le comportement de certains constituants en proposant une modélisation adaptée et en formulant les hypothèses nécessaires, - d'imaginer des solutions par l'association de blocs fonctionnels répondant à un besoin exprimé. La communication, les représentations et les simulations reposent sur la maîtrise des langages techniques et sur l'utilisation de l'outil informatique. II - PROGRAMME Présentation L'enseignement des sciences industrielles est organisé autour de l'étude des systèmes automatisés. Il comprend un enseignement de mécanique, d'automatique et d'étude des systèmes, identifiant les parties commandes et les parties opératives des systèmes industriels. Il est abordé dans ses dimensions cognitives, systémiques et méthodologiques. Pour assurer la cohérence du programme, la totalité de l'enseignement est assurée par un même professeur agrégé de mécanique ou de génie mécanique. Cette approche, fondée sur l'étude de solutions industrielles (abordées en travaux pratiques et en travaux dirigés), doit privilégier l'acquisition des connaissances de base présentées dans les différentes parties du programme. Ces connaissances sont dispensées et structurées non seulement pendant les cours théoriques mais également au travers des activités dirigées et expérimentales (en travaux dirigés et travaux pratiques). Les trois parties du programme (mécanique, automatique, étude des systèmes) sont présentées en donnant pour chacune : - les contenus accompagnés de commentaires, - les compétences attendues. Celles-ci doivent être acquises en respectant les échéances de fin de première période en première année et de fin de première année. Notamment, les compétences acquises à la fin de la première période de première année doivent permettre : - de classer un système dans son domaine d'activité,

2 - d'identifier les matières d' oeuvres entrantes et sortantes, - de préciser les caractéristiques de la valeur ajoutée, - de caractériser la fonction globale du système, - d'identifier et caractériser les éléments de structure (partie opérative et partie commande, sous-ensembles fonctionnels, chaînes fonctionnelles et axes), - d'analyser le schéma fonctionnel minimal, - d'identifier les différents constituants et leurs spécifications, - de caractériser les paramètres du système : gain, constante(s) de temps, - de proposer une modélisation des liaisons, - d'analyser le graphe de structure et le schéma cinématique, - de relever les performances et les comparer aux caractéristiques du dossier technique. Lignes directrices du programme Mécanique L'enseignement de la mécanique conduit à appliquer les lois générales et les concepts à des objets ou des systèmes manufacturés. Les activités de travaux pratiques sont axées sur l'étude des systèmes et de certains composants. Elles permettent la mise en évidence et l'illustration des phénomènes fondamentaux étudiés en cours. Elles font l'objet, d'une part, de manipulations et de mesures sur des matériels instrumentés ou didactisés et, d'autre part, de rédaction de comptes rendus. L'utilisation de l'outil informatique exploitant des logiciels de modélisation, de calcul ou de simulation, permet une étude plus approfondie du comportement des mécanismes et la résolution plus rapide des problèmes. Automatique L'automatique nécessite une analyse et une modélisation des systèmes pour isoler la partie commande, traiter l'information et prendre des décisions. Ses domaines d'application sont aussi nombreux que variés. L'enseignement se limite aux connaissances de base nécessaires pour l'étude des systèmes logiques et des systèmes linéaires continus. Une approche scientifique s'appuyant sur des exemples industriels, et l'importance donnée aux travaux dirigés et pratiques sont les garants de l'appartenance de l'automatique au domaine des sciences de l'ingénieur. L'informatique en tant qu'outil de travail de l'automaticien doit faciliter l'élaboration et la mise au point des programmes de commande, ainsi que la compréhension du comportement des parties commandes des systèmes. Des logiciels de programmation automatique, de simulation, de documentation technique sont utilisés en travaux pratiques. Étude des systèmes L'étude des systèmes permet : - d'analyser l'organisation fonctionnelle et structurelle de produits industriels conduisant à la compréhension de leur fonctionnement et à une justification de leur architecture, - de valider un critère global de performance industrielle dans son environnement socio-économique, culturel et historique, - d'acquérir une culture des solutions industrielles qui fertilise la phase de conception, Elle s'appuie sur une démarche expérimentale d'observation et d'analyse des comportements du système permettant la validation de ses performances. Les connaissances acquises dans l'ensemble des disciplines sont utilisées en travaux dirigés, en travaux pratiques ou lors des travaux d'initiative personnelle encadrés pour analyser le fonctionnement et vérifier les performances des systèmes étudiés. Des conclusions argumentées doivent être tirées des résultats d'expérimentations ou de calculs au regard des hypothèses formulées et des méthodes utilisées, II est nécessaire d'insister sur les vertus et les limites de la modélisation utilisée dans la démarche. L'étude des systèmes s'appuie sur des méthodes d'analyse et des outils reconnus et performants qui permettent d'associer respectivement des ensembles de constituants, ou des constituants uniques, aux fonctions principales et secondaires d'un système industriel. La justification de l'évolution technologique est issue de la comparaison entre des systèmes répondant à un même besoin exprimé, produits par des constructeurs différents à une même date ou par une même société à des dates différentes. Elle permet l'initiation à la conception des systèmes. Les activités de conception sont limitées à la définition et à la modification d'architectures générales par l'association de blocs fonctionnels. Elles permettent de fédérer les connaissances acquises dans l'ensemble des disciplines. Elles développent l'esprit d'initiative et la créativité des étudiants.

3 Chacun de ces trois enseignements (mécanique, automatique, élude des systèmes) se nourrit de la réalité industrielle abordée sous la forme de documents techniques ou de réalisations. Cette approche permet d'acquérir transversalement des compétences en communication technique. Les travaux pratiques sont au cœur de la formation car ils permettent d'appréhender la complexité de la réalité industrielle. Communication technique Les outils de l'expression technologique dans leur diversité et leur complémentarité permettent de lire et de s'exprimer dans le domaine des sciences industrielles. La communication technique est abordée sous le double aspect : - de l'apprentissage des langages spécifiques que sont le dessin technique graphique et assisté par ordinateur, les schémas, les graphes, - de la maîtrise du vocabulaire technique qui permet la description écrite et orale du fonctionnement ou du comportement des systèmes étudiés. Travaux pratiques Les travaux pratiques se réfèrent aux différentes parties du programme. Ils sont organisés autour de produits industriels instrumentés ou de matériels didactisés constitués de composants industriels. Ils permettent de découvrir la réalité des solutions techniques, de vérifier des performances, de valider des concepts de base abordés dans les cours magistraux ou d'apporter des connaissances nouvelles. Ils nécessitent des activités sur des systèmes industriels et conduisent à effectuer : - des mesures en comportement réel, - des réglages et des mises au point. Ils contribuent à associer aux solutions techniques une modélisation permettant l'utilisation de lois de la mécanique et de l automatique et une exploitation de l'ensemble des connaissances scientifiques identifiées dans les différentes parties du programme. Ils permettent de formuler ou de reformuler des hypothèses pour l'étude du réel et d'apprécier leur limites de validité. Ils permettent d'acquérir la connaissance de solutions industrielles répondant à un besoin défini. Ils développent le sens de l'observation, le goût du concret, la prise d'initiative et de responsabilité. PROGRAMME COMMENTAIRES Première période (tronc commun) I - MÉCANIQUE A) Cinématique du solide indéformable. l) Définitions. - Référentiel : espace, temps ; - Changement de référentiels, repères d'espace : - Point mobile par rapport à un référentiel : trajectoire, vitesse, accélération. 2) Formules de dérivation vectorielle. - Dérivée d'un vecteur mobile par rapport à un repère ; - Vecteur vitesse de rotation d'un repère en mouvement par rapport à lin autre repère, cas particulier d'un repère ayant une direction fixe par rapport au repère de référence ; - Dérivation composée d'un vecteur mobile par rapport à deux repères ; - Composition des vecteurs vitesse de rotation, application aux angles d'euler. Le changement de référentiel se limite à un changement d'espace. Cette partie a pour but d'introduire les concepts de base de la mécanique newtonienne. On ne donne que les définitions indispensables pour la suite, la mécanique du point étant traitée en physique. 3) Solide indéformable - Mouvement d'un milieu continu par rapport à un La notion de milieu continu est directement liée à la

4 référentiel, champ des vecteurs vitesse ; - Définition du solide indéformable, repères associés ; - Equiprojectivité du champ des vecteurs vitesse d'un solide indéformable, torseur distributeur ; - Composition des mouvements de solides indéformable 4) Applications, - Mouvements particuliers ; - Mouvement plan sur plan : centre instantané de rotation, base, roulante. notion d'échelle d' observation. A cette occasion, on introduit l'outil torseur. On ne donne que les éléments essentiels de la théorie des torseurs : opérations, invariants, axe central. Les compétences acquises doivent permettre : 1) à partir d'un système mécanique pour lequel un paramétrage est donné, de : - déterminer la trajectoire d'un point d'un solide par rapport à un autre solide, - déterminer le torseur cinématique d'un solide par rapport à un autre solide, - déterminer le vecteur accélération d'un point d'un solide par rapport à un autre solide, 2) dans le cas d'un problème plan, d'étudier les mouvements en utilisant: - l'équiprojectivité, - la composition des vitesses, - les notions de centre instantané de rotation, de base et de roulante. B) Modélisation cinématique et géométrique des liaisons 1) Liaisons entre solides. - Liaisons normalisées entre solides. Schémas normalisés ; - Degrés de liberté d'un solide par rapport à un autre ; - Paramétrage géométrique de la position d'un solide par rapport à un autre ; - Géométrie des contacts ; Roulement, pivotement, glissement 2) Chaînes de solides. - Chaînes ouverte, fermée, complexe ; - Liaisons cinématiquement équivalentes : - Graphe de structure ; - Schéma cinématique ; - Analyse géométrique : relations entre les paramètres géométriques issues de la fermeture de chaîne géométrique ; - Analyse cinématique : relations entre les vitesses issues de la fermeture de la chaîne cinématique. Les formes particulières que peut prendre le torseur distributeur permettent de faire une classification des liaisons. On en dégage la sous-classe des liaisons normalisées pour lesquelles on précise la géométrie des contacts. Les compétences acquises doivent permettre : l ) à partir d'un système mécanique réel, ou codifié sous forme de documents compréhensibles sans pré requis, de : - proposer une modélisation des liaisons ; - analyser le graphe de structure; - analyser le schéma cinématique ; - préciser les déplacements relatifs possibles entre les solides ; -définir un repère local associé à chaque liaison et aux solides liés. 2)à partir d un schéma cinématique fourni d'une partie opérative de : - positionner les caractéristiques de liaisons : -dans le cas d'une chaîne fermée: - écrire les relations liant les paramètres géométriques afin de déterminer la position de chacun des solides en fonction des paramètres pilotes ; - écrire les relations de fermeture de la chaîne cinématique, de résoudre le système linéaire associé. Les applications de ce cours développées en travaux pratiques et travaux dirigés sont issues des chaînes cinématiques tirées de l'environnement technologique moderne. Les exercices d'application du cours, ainsi que les

5 II AUTOMATIQUE A) Introduction - aspects généraux - Définitions ; - Divers automatismes. Exemples ; - Bref historique ; - Buts et motivations ; - Structure d'un système asservi ; - Régulation et asservissement ; - Concepts utiles. B) Représentation des systèmes linéaires continus et invariants - Notions de systèmes dynamiques et perturbations ; Signaux canoniques d'entrée. - Systèmes linéaires continus et invariants : - Représentation d'un système selon l automaticien : schémas fonctionnels, schémas physique et informationnel ; - Représentations externes : équation différentielle ; Stabilité. Analyse temporelle expérimentale. calculs simples sont conduits analytiquement. Les développements et les calculs plus complexes peuvent faire l objet d'un traitement informatique. Les résultats sont alors analysés. Cette partie doit permettre la présentation de la discipline, de ses domaines d'application, de son but, de son évolution. Cette introduction ne nécessite aucune connaissance préalable ; il s'agit d'une sensibilisation à l'automatique. Les notions sur la transformée de Laplace ne nécessitent aucun pré requis. La présentation se limite à l'énoncé de la transformée de Laplace et aux propriétés du calcul opérationnel. La notion d'information et de schéma informationnel est au programme. À partir d'un système linéaire continu et invariant (mécanique, électrotechnique ou électronique) défini par un schéma de structure ou par une réalisation industrielle, les compétences acquises doivent permettre de: - analyser le schéma fonctionnel minimal du système, - déterminer la fonction de transfert globale du système, - évaluer les paramètres du système : gain, constante(s) de temps C) Identification - Identification et modélisation : généralités, modèle de connaissance et modèle de représentation ; D) Capteur - Propriétés d'un capteur, sensibilité, précision, résolution ; - Capteur de position et de déplacement. Cette partie a pour objet d'attirer l attention sur la notion de système et de modèle, sur la réalité et la représentation mathématique retenue. Pour mener une identification expérimentale temporelle, on insiste sur les réponses temporelles élémentaires des modules de base de la décomposition en série. Seuls les capteurs de position des commandes d'axes font l'objet de ce chapitre. On insiste sur les différences entre mesure relative et absolue. On illustre le calcul de la précision, de la fréquence d'acquisition et du gain, au travers d'exemples en travaux dirigés et travaux pratiques. A partir d'une commande d'axe, définie par sa structure et ses performances attendues, les compétences acquises doivent permettre de: - caractériser le ou les capteurs) utilisé(s) pour la mesure de position : discuter de leur place dans la chaîne de commande, - évaluer leur influence sur la précision ; d en discuter, - évaluer les caractéristiques de la chaîne d'acquisition (gain, fréquence d'acquisition..,).

6 III -ÉTUDE DES SYSTÈMES 1) Présentation générale - Définitions : matière d œuvre, valeur ajoutée, fonction, performance ; - Structure. 2)Classification selon: - le domaine d'application, - la nature de la madère d'œuvre, -la nature des flux. - les critères technico-économiques valeur ajoutée, durée de vie, maintenabilité, coût, fiabilité, quantité. 3) Les systèmes automatisés. - Définitions : partie commande, partie opérative ; - Relations entre partie commande et partie opérative ; - Relations entre partie commande et opérateur ; - Chaînes fonctionnelles ;. définition ;. description des constituants. Les activités sont organisées à partir de systèmes réels appareillés, didactisés et de dossiers techniques. L'étude des chaînes fonctionnelles (ou axes) comme sous-ensembles de systèmes permet de définir une base de données de solutions industrielles associées aux fonctions principales (transférer, réguler, positionner, maintenir, transformer,...). Les constituants des chaînes fonctionnelles (capteur, actionneurs, transmetteurs,...) sont décrits en vue de leur identification. Ils seront étudiés ultérieurement. A partir; technique, - d'un dossier technique relatif à un système réel, les compétences acquises doivent permettre de : - classer le système industriel dans son domaine d'activité, - identifier les matières d'œuvre entrantes et sortantes du système, - préciser les caractéristiques de la valeur ajoutée par le système, - relever les performances et les comparer aux caractéristiques du dossier technique, - identifier et caractériser les éléments de structure (sous-ensembles fonctionnels, chaînes fonctionnelles, partie opérative et partie commande). IV - COMMUNICATION TECHNIQUE 1 ) Représentations fonctionnelles Représentation schématique des chaînes fonctionnelles : Schéma cinématique ; Schéma électrique. 2) Représentations structurelles Lecture de documents techniques (perspectives, éclatés, photos, différentes représentations). 3) Les modèles de description - Différents point de vue, systèmes, partie opérative, partie commande ; - Les modèles de description : Les documents techniques proposés sont directement interprétables par un bachelier scientifique (photos, vues éclatées, perspectives..) Le passage du réel au dossier permet une familiarisation des modes de représentation et facilite la maîtrise progressive des outils de la communication technique. Les modèles de représentation sont décrits. Leur élaboration sera abordée ultérieurement L'outil de représentation FAST est privilégié pour l'analyse fonctionnelle des systèmes.

7 - fonctionnels, - structurels, L'outil SADT est simplement proposé à la lecture (A-O et A0 en général, avec au plus trois niveaux). Les compétences acquises doivent permettre d'analyser tout ou partie d'un système par un modèle de description adapté au point de vue préalablement spécifié. Deuxième période (option PSI) I - MÉCANIQUE-STATIQUE DES SOLIDES l) Modélisation des actions mécaniques - Modélisation locale : Actions mécaniques à distance et de contact ; - modélisation globale, torseur associé ; -Lois de Coulomb. Particularités du torseur associé aux actions mécaniques transmissibles par une liaison sans frottement entre deux solides. La modélisation des actions mécaniques par champs de vecteurs doit être mise en dualité avec celle utilisée pour la cinématique des milieux continus. On peut ainsi en donner une justification similaire et indiquer ses limites. Les lois de Coulomb sont des lois de comportement et de ce fait portent sur des grandeurs locales cinématiques et statiques. Dans certains cas comme celui des liaisons sans frottement, il est possible de mettre en évidence, au niveau global, des particularités sur les torseurs. A partir d'une liaison et d'hypothèses sur son comportement conduisant à une répartition de forces élémentaires, les compétences acquises doivent permettre de définir le torseur associé. 2 )Isolement d un système matériel - Définition d'un système isolé ; - Concepts d'efforts extérieurs et intérieurs. 3) Principe fondamental de la statique - Équilibre d'un solide, d'un ensemble de solides ; - Principe fondamental de la statique, théorèmes généraux ; - Théorème des actions réciproques. 4) Applications - Problèmes spatiaux. Problèmes plans ; - Méthodes de résolution des problèmes. L'écriture systématique des 6 n équations d'un système composé de n solides est à proscrire. La méthode de résolution peut être analytique ou numérique. Dans les cas simples, une méthode graphique peut être utilisée mais l'étude générale des funiculaires n'est pas au programme. L'outil informatique ne doit être utilisé que pour aider à la résolution mathématique de systèmes complexes. Les efforts extérieurs sur tout ou partie d'un mécanisme et un schéma d'architecture étant fournis, les compétences acquises doivent permettre de: - vérifier si le schéma est compatible avec le calcul des inconnues de liaison demandées et formuler des hypothèses complémentaires permettant ce calcul dans le cas contraire, - choisir la méthode et conduire le calcul jusqu' à la détermination complète des inconnues de liaison spécifiées, - choisir la méthode et conduire le calcul pour déterminer la valeur des paramètres conduisant à des positions d'équilibre (par exemple l'arc-boutement), - exploiter et interpréter les résultats d'un logiciel de calcul (analyse de la modélisation proposée et des résultats obtenus).

8 II AUTOMATIQUE A) systèmes combinatoires - Algèbre de Boole : variables logiques ; - Opérateurs logiques fondamentaux, propriétés des opérateurs logiques, théorème de De Morgan ; - Spécification d'une fonction booléenne ; table de vérité, expression canonique, fonctions logiques de base à deux variables ; -Technique de simplification élémentaire : méthode de Karnaugh ; - Éléments de réalisation câblée (électronique ou électro-mécanique) ou programmée. B) Systèmes Séquentiels et modèle GRAFCET - Définition d'un système séquentiel : - Définition de la fonction mémoire et exemples de réalisations ; - Description fonctionnelle graphique d'un cahier des charges : GRAFCET - éléments graphiques de base, - règles d'évolution. - structures de base:.séquence unique,. sélection de séquence,. parallélisme structural. - Actions à niveaux et mémorisées ; - Représentation des événements : fronts ; - Macroétapes. On insiste sur la nature de la causalité associée aux systèmes combinatoires, particulièrement dans leurs représentations temporelles pour les réalisations programmées. On se limite à des fonctions d'au plus cinq variables. Quelques applications industrielles sont présentées au travers de études de systèmes industriels. Les compétences acquises doivent permettre : l ) à partir d'un système combinatoire dont le fonctionnement est observable, ou décrit par une représentation fonctionnelle, la liste des entrées-sorties étant définie, de : - exprimer le fonctionnement par un ensemble d'équations logiques, - optimiser la représentation logique (par simplification -méthode de Kamaugh-, utilisation d'opérateurs -tels NON-ET, et OU exclusif, identité...-, application des théorèmes de De Morgan). 2) à partir du cahier des charges d une partie combinatoire d'un système, une technique (câblée, programmée) et une technologie (relais électrique, composants électroniques ; automate programmable) de réalisation étant choisies, de : - analyser et décrire le fonctionnement attendu, - exprimer ce fonctionnement au moyen d'une représentation adaptée aux choix technique et technologique imposés (équations logiques, algorithme, schéma à contact, logigramme), en justifiant les adaptations éventuelles, - réaliser les fonctions logiques (à partir de relais composants pneumatiques ou électroniques) ou coder le programme. -tester la réalisation, - valider le fonctionnement, en conformité avec le cahier des charges. Le concept d'état est introduit avec soin. On différencie précisément une séquentialité d'actions et un caractère séquentiel. On insiste particulièrement sur l'obtention d'un effet mémoire par auto-maintien et on l'illustre dans diverses technologies. On insiste sur les hypothèses (événements, temps) relatives au modèle GRAFCET. On met en évidence la différence de comportement selon l ' expression événementielle. Les compétences acquises doivent permettre : l ) à partir d'un besoin de mémorisation d'information, d'un outil de représentation et d'une technologie de réalisation imposés (relais auto maintenu ou bi stable, mémoire électronique discrète...), de : - décrire le fonctionnement attendu, - réaliser le schéma technologique. 2) à partir d'un grafcet fourni selon un point de vue et de la définition des entrées-sorties correspondantes, de : - analyser et interpréter ce grafcet vis-à-vis du modèle

9 C) Représentation des systèmes linéaires continus et invariants - Représentation externe : fonction de transfert ; - Représentation fréquentielle :diagramme de Bode ; GRAFCET (5 règles, forçages, tous types d'actions et réceptivités). - représenter tout ou partie d'une évolution temporelle consécutive à un événement ou à une variation d'état logique d'une entrée. On montre l'équivalence des représentations externes, l'intérêt de la fonction de transfert pour l'étude de la stabilité. Du point de vue représentation, seul le diagramme de Bode est développé (Nyquist et Black ne sont présentés qu'à titre indicatif). III ETUDE DES SYSTEMES LES CONSTITUANTS DES CHAINES FONCTIONNELLES 1) Les actionneurs - Fonction, - Typologie des énergies d'entrée et de sortie, - Caractéristiques, - Typologie de solutions, - Domaines d'application. Les systèmes industriels retenus sont caractéristiques par leur modernité, tant pour la partie opérative que pour la partie commande. Les calculs de pré dimensionnement des actionneurs ne sont pas au programme, seule la vérification des performances est exigée. Les actionneurs sont abordés sous l'aspect fonctionnel en liaison avec le cours d'automatique, de mécanique et de physique. Ils sont limités aux vérins pneumatiques et hydrauliques et aux moteurs électriques, hydrauliques et thermiques. A partir: technique, - d'un dossier technique relatif à un système réel. les compétences acquises doivent permettre de : - identifier le ou les actionneurs, - définir les énergies d'entrée et de sortie, - expliquer le principe de fonctionnement, - leur associer un modèle simple de comportement, - valider leurs caractéristiques par rapport aux performances du système. 2) Les capteurs - Fonction, - Typologie des informations d'entrée et de sortie, - Caractéristiques, - Typologie de solutions, - Domaines d'application. Les capteurs sont abordés sous l'aspect fonctionnel en liaison avec le cours d'automatique, de mécanique et de physique. Les capteurs sont limités à la prise en compte des efforts, des vitesses, des déplacements et des températures. A partir: technique, - d'un dossier technique relatif à un système réel, les compétences acquises doivent permettre de : - identifier le ou les capteurs, - définir la nature des informations d'entrée et de sortie, - leur associer un modèle simple de comportement, - valider leurs caractéristiques par rapport aux

10 performances du système. 3) Les transmetteurs de puissance et les effecteurs - Fonction ; - Mobilité fonctionnelle d'une partie opérative ; - Caractéristiques ; - Typologie de solutions ; - Domaines d'application. Les calculs de pré dimensionnement des transmetteurs et des effecteurs ne sont pas au programme, seule la vérification des performances est exigée. Les constituants des chaînes cinématiques sont abordés sous l'aspect fonctionnel en liaison avec le cours de mécanique. Les transmetteurs sont limités aux réducteurs et multiplicateurs, aux mécanismes vis-écrou, aux accouplements et aux mécanismes plans à barres articulées. L'étude mécanique globale des transmetteurs se limite à la cinématique, la dynamique et l'expression du rendement. A partir: technique, - d'un dossier technique relatif à un système réel. les compétences acquises doivent permettre de : - identifier le ou les transmetteurs, - définir les puissances d ' entrée et de sortie, - analyser le fonctionnement de l'effecteur et de décrire son comportement mécanique, - leur associer un modèle simple de comportement, de valider leurs caractéristiques par rapport aux performances du système. 4) Les commandes programmables - Fonction ; - Caractéristiques ; - Typologie de solutions ; - Domaines d application. 5) Les interfaces de commande et de puissance - Fonction ; - Typologie des informations ou des énergies d'entrée et de sortie ; - Caractéristiques ; - Typologie de solutions ; - Domaines d application. Les commandes programmables sont abordées sous l'aspect fonctionnel en liaison avec le cours d'automatique, d'informatique et de physique Elles sont limitées aux automates programmables industriel et aux PC équipés de cartes entrées-sorties logiques et analogiques. Aucune exigence quant à l'utilisation de programmation n'est au programme (utilisation de progiciel en travaux pratiques d'automatique) A partir: technique, - d'un dossier technique relatif à un système réel, Les compétences acquises doivent permettre de : - identifier la ou les commandes programmables, - vérifier leurs caractéristiques par rapport aux performances du système, - raccorder une commande programmable au reste de l'équipement. Les interfaces de commande et de puissance sont abordées sous l'aspect fonctionnel, en liaison avec le cours d'automatique et de physique. Elles sont limitées aux : - canes E/S industrielles (TOR et analogique), - contacteur et relais, - variateur électronique de vitesse,

11 - distributeur pneumatique et hydraulique, - régulateur de débit et de pression. A partir: technique - d'un dossier technique relatif à un système réel. Les compétences acquises doivent permettre de : - identifier le ou les interfaces, - définir la nature de l'information ou de la grandeur physique d'entrée et de sortie, - valider leurs caractéristiques par rapport au performances du système. IV - COMMUNICATION TECHNIQUE - Représentation géométrique : - Projections cylindriques ; - Le dessin technique graphique et assisté par ordinateur : représentation 2D, multivues ; - représentation 3D : perspectives axonométriques et cavalière ; - DAO, représentations filaires, volumiques et surfaciques. - Représentation schématique des chaînes fonctionnelles : mécanique, électrique, hydraulique et pneumatique. Les langages géométriques sont étudiés à partir d'exemples en travaux pratiques. Ils sont développés en fonction de conventions et de normalisation en vigueur. La connaissance des symboles normalisés prescrits par les différentes normes ne peut être exigée. Les étudiants doivent disposer en permanence d'une documentation sur les normes. Les perspectives sont limitées à la représentation de l'allure générale des volumes principaux des pièces simples. La schématisation mécanique se limite au schéma cinématique qui permet la description du ou des mouvements. La maîtrise des différents langages doit être suffisante pour permettre de traiter aisément les questions de mécanique, d'automatique et d'étude des systèmes. Les activités sont conduites dans la mesure du possible à l'aide de l'outil informatique.